國內外智能電網發展模式對比分析

文 Article_劉躍新 牛元立 張景超

隨著科技的發展和國際能源形勢的日益嚴峻，西方發達國家紛紛把發展智能電網作為提高能源利用效率、促進網架升級換代、保障清潔能源有效接入的重要手段。美國總統奧巴馬上臺后，更是把發展智能電網提升到國家戰略的高度。溫家寶總理在政府工作報告中，也正式提出要建設智能電網。

智能電網的定義

早期對智能電網的描述有：Intelligrid、Grid Wise、Smart Grid等。與Intelligrid和Grid Wise相比，Smart Grid更容易被電力工業界和學術流派所認同。Smart最傳神的內涵是“巧”，“巧”具有聰明(intelligent)和靈活(flexible)兩方面含義。靈活是指具有堅強可靠特質的靈活性，富有可持續性和應變能力。堅強平臺和先進技術的有機結合才能充分提升“巧”的能力。因此，如果一味強調智能而忽視對物理基礎的夯實，智能電網建設將會走向誤區。建設智能電網，并不是說現在的電網就不具備智能性，事實上，電力工作者一直在為電網的智能化而努力。今后一段時間內，信息化、自動化和互動化將作為智能電網的主要特征而為人們所關注。

國外智能電網發展歷程

2002年，美國電科院（EPRI）正式提出并推動了“Intelligrid”項目研究，致力于智能電網整體的信息通信架構開發，配電側的業務創新和技術研發。2003～2005年，美國智能電網研究開始蓬勃發展，美國能源部（DOE）先后發布了“Grid 2030”、“國家輸電技術路線圖”計劃，描繪美國未來電網遠景和技術戰略，并發起了“Gird Wise”和“現代電網(MGI）”等項目，隨后幾年，美國電力企業開始在智能電網領域開展一系列實踐。2008年，美國科羅拉多州的波爾得市(Boulder)通過為用戶安裝智能電表來管理用戶錯峰用電，成為第一個電網智能化城市。2009年，美國國會頒布了《復蘇與再投資法案》，確定投資45億美元用于智能電網建設；美國能源部向國會遞交了第一部《智能電網系統報告》，確定了由20項指標組成的評價指標體系。

2005年，歐洲委員會首次在歐洲提出智能電網概念，成立“智能電網歐洲技術論壇”，目標是把電網轉換成用戶和運營者互動的服務網，提高歐洲輸配電系統的效率、安全性及可靠性，并為分布式和可再生能源發電的大規模整合掃除障礙。2006年，該論壇起草了《歐洲未來電網的遠景和策略》，全面闡述了歐洲關于智能電網的發展理念和思路。2007年，歐盟發布《歐洲未來電網戰略研究計劃》，描述了歐洲智能電網發展的主要任務和所涉及的研究領域，以指導歐盟各國開展相關項目研究，促成智能電網的實現。2010年4月，歐盟發布《歐洲未來電網發展戰略部署文件》的最終版本，用以協調歐洲各國智能電網的發展規劃。此外，日本、韓國、新加坡等亞洲國家也相繼開展了智能電網方面的研究和實踐。

國內智能電網發展歷程

近年來，我國電力行業緊密跟蹤歐美發達國家電網智能化的發展趨勢，在智能電網發展模式、理念和基礎理論、技術體系以及智能設備等方面開展了大量研究和探索。2009年5月，在北京召開的特高壓輸電技術國際會議上，國家電網公司正式公布了建設堅強智能電網的戰略決策。同年8月，國家電網公司啟動了智能化規劃編制、標準體系研究與制定、研究檢測中心建設、重大專項研究和試點工程等一系列工作。在2010年3月召開的全國“兩會”上，溫家寶總理強調“政府應大力發展低碳經濟，推廣高效節能技術，積極發展新能源和可再生能源，加強智能電網建設”。這標志著智能電網建設已上升到國家層面。

提出建設堅強智能電網目標后，國家電網公司迅速制定了發展戰略框架，該框架可以概括為：一個目標、兩條主線、三個階段、四個體系、五個內涵、六個環節（如圖所示），并先后下達了兩批智能電網試點項目計劃，全面啟動了試點工程建設工作。兩批試點（示范）工程共計21類228個項目，試點范圍覆蓋公司經營區域的26個省（自治區、直轄市），涵蓋了發電、輸電、變電、配電、用電、調度六大環節和通信信息平臺。組織制定了《智能電網技術標準體系規劃》和《智能電網關鍵設備（系統）研制規劃》并公開發布，取得了很好的社會反響。

堅強智能電網發展戰略框架

發展模式對比

目前，智能電網建設正處于起步階段，世界各國國情不同，對智能電網的理解也不一樣。美國由于輸電設施技術陳舊，主要側重于加大網絡基礎設施的升級改造、積極發展清潔能源，同時最大限度地利用信息技術，實現系統智能對人工的替代。

歐洲的傳統化石能源非常缺乏，很大程度上依賴進口。為了降低能源風險，歐洲加大在分布式電源和可再生能源等新能源開發方面的研究和投入。其側重點在于研究和解決電網對風電尤其是大規模海上風電的消納、分布式電源并網等問題。

中國的能源資源與能源需求呈逆向分布，80%以上的煤炭、水能和風能資源分布在西南、西北地區，而75%以上的能源需求集中在東部、中部地區。能源資源與能源需求分布不平衡的基本國情，要求我國必須在全國范圍內實現能源資源的優化配置。我國提出建設堅強智能電網，就是要建設以特高壓電網為骨干網架的智能電網，用來連接大型能源基地及主要負荷中心，從而更好地保障國家能源安全，滿足經濟社會快速發展的需要。

此外，由于配電網架薄弱，尚未形成以電價為反饋信號的電網與客戶間的互動機制，不能滿足客戶多元化的用電需求，國家電網公司提出了要建設以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展，以通信信息平臺為支撐，具有信息化、自動化、互動化特征，包含電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環節，覆蓋所有電壓等級，實現“電力流、信息流、業務流”高度一體化融合的現代電網。

智能電網開創了電網發展的新時代。隨著世界各國對智能電網研究和實踐的不斷深入，新的技術和理念將會被越來越多的人們所接受和認知。未來智能電網將會在優化資源配置能力、提高能源利用效率、保障電網供電可靠性和安全性、促進節能減排和清潔能源發展、滿足多樣化用電需求等方面發揮巨大作用。